不同的数据模型具有不同的数据结构形式。目前最常用的数据结构模型有层次模型 （hierarchical model）、网状模型（network model）、关系模型（relational Model）和面向对象数据模型（object oriented model）。
其中层次模型和网状模型统称为非关系模型。
非关系模型的数据库系统在20世纪70年代非常流行，在数据库系统产品中占据了主导地位。
到了20世纪80年代，逐渐被关系模型的数据库系统取代，但某些地方，由于历史的原因，目前层次和网状数据库系统仍在使用。
关系模型是目前最常用的数据模型之一。
关系数据库系统采用关系模型作为数据的组织方式，在关系模型中用二维表格结构表达实体集以及实体集之间的联系，其最大特色是描述的一致性。
关系模型是由若干个关系模式组成的集合。一个关系模式相当于一个记录型，对应于程序设计语言中类型定义的概念。
关系是一个实例，也是一张表，对应于程序设计语言中变量的概念。
给定变量的值随时间可能发生变化；类似地，当关系被更新时，关系实例的内容也随时间发生了变化。